Solusi Online Pelajaran Kimia di Sekolah dan Kampus

T7/17/2017

Struktur Kovalen Raksasa Pada Intan (Diamond), Grafit dan Silikon Dioksida

Intan (diamond)
Intan adalah salah satu alotropi dari karbon. Karbon dengan nomor atom 6 memiliki konfigurasi elektron 2, 4. Ada 4 elektron pada kulit terluar atom karbon dan ketika membentuk struktur intan, 4 elektron ini akan dipakai untuk membentuk 4 buah ikatan kovalen tunggal dengan 4 atom karbon lainnya.

Perhatikanlah gambar berikut yang menunjukkan unit terkecil dari ikatan kovalen tunggal antara karbon – karbon dalam struktur intan (diamond).
Jika kita perhatikan, pada struktur diatas, ada karbon yang tidak membentuk 4 buah ikatan kovalen tunggal dengan atom karbon lainnya. Tetapi jangan pusing dulu ya! Ingat struktur diatas hanyalah menampakkan unit terkecil dari struktur kovalen raksasa yang dimiliki oleh intan.

Struktur diatas akan berkembang menjadi struktur raksasa dalam ruang tiga dimensi. Kita tidak mengatakan bahwa struktur raksasa intan itu adalah sebuah molekul karena jumlah atom karbon yang bergabung membentuk intan sebernarnya sangat bervariasi – tergantung pada ukuran dari kristalnya.

Sifat – sifat fisika dari Intan (diamond)
Intan memiliki titik leleh yang super tinggi (hampir 4000 degC). Hal ini disebaban karena ikatan kovalen antaran karbon – karbon penyusun intan sangatlah kuat yang hanya akan pecah ketika padatannya dipanaskan sampai titik lelehnya.

Intan juga merupakan padatan yang sangat keras. Sekali lagi, hal ini disebabkan oleh kuatnya ikatan kovalen antara karbon – karbon penyusun struktur intan.

Intan tidak menghantarkan listrik. Hal ini disebabkan karena semua elektron di ikat dengan sangat kuat diantara atom – atom karbon sehingga tidak ada elektron yang dapat bergerak bebas.

Intan juga memiliki sifat tidak larut didalam air atau pelarut organik lainnya. Hal ini disebabkan karena tidak ada kemungkinan munculnya gaya antar molekul yang terjadi antara pelarut dengan atom – atom karbon penyusun intan. Kalian tahu bahwa, melarutnya suatu zat dalam pelarut disebabkan oleh adanya gaya antar molekul yang terjadi diantara kedua zat.

Grafit 
Grafit adalah alotropi karbon yang kedua. Grafit memiliki struktur berlapis – lapis yang sebenarnya cukup sulit digambar secara secara tiga dimensi. Perhatikanlah gambar di bawah ini agar kalian bisa memahami lebih baik struktur dari grafit.

Dapat kalian lihat padagambar diatas, penampakan ikatan – ikatan karbon pada grafit hanya bisa kita lihat dari atas. Akan sangat sulit menggambar bentuk struktur grafit dari samping karena hanya akan tampak seperti lapisan – lapisan saja.

Pada grafik, jarak antara lapisan atom karbon yang satu dengan lapisan atom karbon yang lain adalah sekitar dua setengah kali panjang ikatan atom – atom karbon yang berikatan tunggal pada lapisan tersebut.

Ikatan karbon – karbon dalam grafit.
Masing – masing atom karbon penyusun grafit akan menggunakan 3 buah elektronnya untuk membentuk tiga ikatan kovalen tunggal dengan 3 atom karbon terdekatnya. Elektron keempat yang dimiliki oleh atom karbon akan didelokasikan (dilepaskan keluar atom) sehingga dapat bergerak bebas ke seluruh bagian lapisan grafit.
Walaupun setiap elektron keempat yang dimiliki atom karbon telah didelokasikan keluar atom, tetapi elektron ini hanya bergerak bebas di lapisan – lapisan mereka sendiri. Tidak ada kontak secara langsung antara elektron yang telah didelokasikan pada lapisan grafit yang satu dengan yang lain.

Lalu pertanyaan yang mungkin terlintas dibenak kita adalah, bagaimanan lapisan – lapisan ini dapat terikat satu sama lain?

Jawabnnya adalah karena antara lapisan yang satu dengan lapisan yang lain pada grafit terdapat gaya dispersi Van der Waals. Gaya ini muncul karena elektron yang didelokasikan dapat bergerak bebas ke seluruh bagian lapisan, sehingga menciptakan kutub – kutub sesaat pada lapisan tersebut.

Lapisan dengan bagian kutub yang berbeda muatan akan saling tarik-menarik sehingga mengikat lapisan-lapisan ini tetap bersatu.

Sifat – sifat fisika dari grafit
Grafit juga memiliki titik leleh yang tinggi, mirip dengan intan. Untuk melelahlan grafit, tidak cukup hanya dengan menghilangkan gaya Van der Waals yang ada pada setiap lapis, tetapi ikatan kovalen yang terjadi antara atom – atom karbon juga harus diputus.

Grafit itu merupakan padatan yang lunak, berwarna hitam keperak- perakan dan digunakan sebagai isian pensil atau sebagai pelumas kering. Ketika digunakan sebagai isian pensil, grafit mudah tanggal dan lengket dikertas. Hal ini disebabkan karena ketika kita menggesekkan grafit ke permukaan kertas, lapisan – lapisan grafit akan bergeser diatas yang lain ke posisi baru yaitu di kertas. Hal ini terjadi karena gaya Van der Waals yang mengaja lapisan – lapisan itu tetap bersatu tidak terlalu kuat.

Grafit memiliki kerapan yang rendah jika dibandingkan intan. Hal ini disebabkan karena ketika atom – atom karbon berikatan, mereka akan membentuk struktur heksagonal sehingga ada ruang – ruang kosng diantara strukturnya. Kalian bisa lihat lagi gambar penampakan grafit diatas.

Sama seperti intan, grafit juga tidak larut dalam air dan pelarut organik lainnya. Alasannya juga sama bahwa tidak ada gaya yang tercipta antara atom – atom karbon penyusun grafit dengan pelarut sehingga mereka tidak dapat larut dalam pelarut itu.

Berbeda dengan diamon, gafit dapat menghantarkan arus listrik. Tadi sudah dijelaskan abhwa setiap atom karbon hanya menggunakan tiga buah elektronnya untuk beriakatan dengan atom karbon lain. Sedangkan elektron yang keempat didelokasikan ke luar sehingga dapat bergerak ke seluruh lapisan – laipsan grafit. Elektron yang bergerak bebas inilah yang menyebabkan grafit dapat menghantarkan arus listrik.

Silikon Dioksida (SiO2)
Silikon dioksida dikenal juga dengan nama silikon(IV)oksida yang mengacu pada bilangan oksidasi silikon pada molekul SiO2.

Ada tiga tipe kristal yang dibentuk oleh silikon dioksida. Salah satu yang paling mudah diingat adalah yang kristal silikon dioksida yang memiliki struktur mirip dengan intan. Perhatikanlah gambar di bawah ini :
 
Bulatan hitam pada gambar diatas adalah atom Si sedangkan ytang merah adalah atom O.

Sifat fisika dari silikon dioksida
Silikon dioksida memiliki titik leleh yang tinggi – dan titik lelehnya ini bergantung pada bentuk struktur dari silikon dioksida itu sendiri. SiO2 meleleh pada suhu sekitar 1700 degC. Hal ini disebabkan kerena ikatan kovalen antara Si – O sangatlah kuat yang ahnya akan putus ketika strukturnya dipanaskan sampai titik lelehnya.

Selain itu, kristal SiO2 juga keras. Hal ini juga sebagai hasil dari ikatan kovalen yang kuat antar atom atomnya.

SiO2 tidak menghantarkan listrik. Mirip dengan intan, SiO2 tidak mendelokasikan elektronnya keluar dari atom sehingga tidak ada elektron yang dapat bergerak bebas.

Sama dengan intan dan grafit, silikon dioksida juga tidak larut dalam air dan pelarut organik. tidak ada gaya yang kuat yang terjadi anatar antom Si dan O dengan pelarut yang dapat memutus ikatan kovalen kuat antara Si – O.
You May Also Like
0 Komentar untuk "Struktur Kovalen Raksasa Pada Intan (Diamond), Grafit dan Silikon Dioksida "

Back To Top